МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет «Львівська політехніка» Кафедра «Телекомунікації»
Вивчення структури операційної системи IOS. Конфігурування інтерфейсів маршрутизатора. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Операційні системи телекомунікаційних мереж» Для студентів спеціальності «Інформаційні мережі зв’язку» Львів 2005 Мета роботи: вивчити структуру операційної системи IOS; навчитися конфігурувати LAN і WAN інтерфейси, настроювати таблиці хостів в маршрутизаторах Cisco. Теоретичні відомості Спочатку IOS проектувалась як маленька операційна система, яка вбудовувалась в перші маршрутизатори Cisco. В ті часи маршрутизатори були виключно апаратними. Практично не існувало розділення між програмною і апаратною частинами. Спочатку операційну систему IOS навіть не називали IOS, а лише системою, яка управляла маршрутизатором Cisco. З ростом популярності маршрутизованих мереж виникла потреба в пристроях, які б підтримували різноманітні протоколи і забезпечували додаткову функціональність, таку, наприклад, як комутація. У відповідь на підвищення вимог до маршрутизаторів Cisco вносила різні доповнення в програмне забезпечення. В результаті IOS перетворилася в багатофункціональну операційну систему, яка підтримує маршрутизацію і комутацію. Цікаво відмітити, що, не дивлячись на значне розширення функціональних можливостей системи IOS лишилися практично незмінними. В порівнянні з іншими операційними системами, структура системи IOS дуже проста. Як і більшість маленьких операційних систем, які вбудовуються, IOS була спроектована таким чином, щоб займати мінімальну кількість пам’яті і функціонувати максимально швидко. Спочатку маршрутизатори володіли невеликим об’ємом пам’яті де зберігалося програмне забезпечення і дані (такі як таблиці маршрутизації). Щоб забезпечити мінімізацію операційної системи, IOS спроектована і містить в собі лише з самі необхідні функції для забезпечення поставлених завдання маршрутизації. Необхідність високопродуктивної операційної системи зіграла вирішальну роль в проектуванні структури IOS. Значні зусилля були спрямовані на створення системи, яка б дозволяла маршрутизатору перенаправляти мережеві пакети з максимальною швидкістю. Це привело до потреби зменшення витрат процесорного часу на службові потреби операційної системи, що дозволило максимально ефективно використовувати ресурси процесора для маршрутизації мережевих пакетів. Механізм захисту внутрішньопотокової пам’яті, який присутні в інших операційних системах, був виключений із системи IOS з метою зниження витрат процесорних ресурсів на обслуговування потреб системи. В цілому ідея IOS полягає в тому, щоб досягнути максимальної швидкості роботи, нехай і ціною ефективності захисту системи від збоїв. На мал. 1.1 показаний загальний вигляд структури операційної системи IOS. Процеси Пакетний буфер Ядро Драйвери прстроїв ПЗ швидкої комутації Апаратна частина Мал. 1.1. Структура операційної системи IOS На мал.. 1.1 приведені основні елементи системи: Процеси. Зазвичай під процесами розуміються окремо взяті потоки і пов’язані з ними дані. Процеси виконують конкретні задачі, такі як підтримка працездатності системи, комутацію мережевих пакетів і реалізацію протоколів маршрутизації. Ядро системи здійснює основні функції операційної системи: керування пам’яттю і планування задач, а також відповідає за розподіл апаратних ресурсів (пам’ять і центральний процесор) між всіма процесами. Буфери пакетів. Зазвичай це буфери пам’яті, які використовуються для зберігання мережевих пакетів, які маршрутизуються. Драйвери пристроїв. Драйвери керують апаратною частиною мережевих інтерфейсів і периферійними пристроями (такими як флеш-карти). Драйвер виступає в ролі посередника між ядром системи IOS і всіма процесами та апаратною частиною маршрутизотора. Драйвери напряму взаємодіють з програмним забезпеченням швидкої комутації пакетів. Програмне забезпечення швидкої комутації пакетів. Під...